BRPI1003259A2 - communication device and high frequency coupler - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE COMUNICAçãO, E, ACOPLADOR DE ALTA FREQUêNCIA. Um dispositivo de comunicação inclui uma unidade de circuito de comunicação, uma via de transmissão, uma terra, um eletrodo de acoplamento, e uma unidade de ressonância. A unidade de ressonância inclui uma primeira unidade de ressonância conectada à via de transmissão, e uma segunda unidade de ressonância tendo uma extremidade conectada à primeira unidade de ressonância e outra extremidade em curto circuito em relação à terra, a segunda unidade de ressonância tendo terminais do eletrodo de acoplamento conectados à mesma. Um microdipolo é formado de um segmento de linha conectando um centro de cargas armazenadas no eletrodo de acoplamento e um centro de cargas imagens armazenadas na terra. O sinal de alta frequência é transmitido para um lado distante disposto de modo a estar voltado para o dispositivo de comunicação com um ângulo <sym> formado em relação a uma direção do microdipolo sendo de aproximadamente 0 grau.COMMUNICATION DEVICE, AND, HIGH FREQUENCY COUPLER. A communication device includes a communication circuit unit, a transmission path, a ground, a coupling electrode, and a resonance unit. The resonance unit includes a first resonance unit connected to the transmission path, and a second resonance unit having one end connected to the first resonance unit and the other end shorted to earth, the second resonance unit having terminals of the coupling electrode connected to it. A microdipole is formed from a line segment connecting a center of charges stored in the coupling electrode and a center of charges images stored in the earth. The high frequency signal is transmitted to a distant side arranged so as to face the communication device with an angle <sym> formed in relation to a direction of the microdipole being approximately 0 degrees.
Description
"DISPOSITIVO DE COMUNICAÇÃO, Ε, ACOPLADOR DE ALTA FREQÜÊNCIA""COMMUNICATION DEVICE, Ε HIGH FREQUENCY COUPLER"
FUNDAMENTO DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Campo da Invenção1. Field of the Invention
A presente invenção se refere a dispositivos de comunicação e acopladores de alta freqüência de estreita proximidade para transmissão de dados de alta capacidade através de uma técnica de comunicação UWB (sigla em inglês para banda ultralarga) fraca, usando uma banda larga de alta freqüência e, em particular, a um dispositivo de comunicação e acoplador de alta freqüência de baixa altura.The present invention relates to close proximity high frequency communication devices and couplers for high capacity data transmission using a weak ultra wideband (UWB) communication technique using a high frequency broadband and, in particular, a low height high frequency communication device and coupler.
2. Descrição da técnica Relacionada2. Description of Related Art
A comunicação sem contato tem estado largamente disponível como um meio de informação de autenticação, dinheiro eletrônico, e outras informações de valor. Exemplos de um padrão de cartão IC (sigla em inglês para circuito impresso) que atende a ISO/IEC 14443 incluem Tipo A, Tipo B, e FeliCa®. Ademais, a comunicação de campo próximo (em inglês, NFC) desenvolvida pela Sony Corporation e Koninklijke Philips Electronics N.V. é um padrão de Identificação por Radiofreqüência (em inglês, RFID) principalmente definindo especificações de um dispositivo de comunicação NFC (leitor/escritor) comunicável com um cartão de circuito impresso de cada um entre o Tipo A, Tipo B, e FeliCa. Na NFC, com o uso de uma banda de 13.56 MHz, comunicação bidirecional sem contato de um tipo de estreita proximidade (0 ou mais, mas 10 ou menos cm) pode ser realizada através de indução eletromagnética.Contactless communication has been widely available as a means of authentication information, electronic money, and other valuable information. Examples of an IC card standard that meets ISO / IEC 14443 include Type A, Type B, and FeliCa®. In addition, near field communication (NFC) developed by Sony Corporation and Koninklijke Philips Electronics NV is a Radio Frequency Identification (RFID) standard primarily defining specifications for a communicable NFC (reader / writer) communication device. with a printed circuit board each between Type A, Type B, and FeliCa. In NFC, using a 13.56 MHz band, two-way non-contact communication of a close proximity type (0 or more but 10 or less cm) can be accomplished by electromagnetic induction.
Nos últimos anos, foi desenvolvido e fabricado um módulo leitor/escritor de um tamanho compacto adequado de incorporação, e que pode ser usado como sendo implementado para uso em vários dispositivos, tais como um ponto de terminal de vendas (em inglês, POS), máquina de venda automática, e computador pessoal. Por exemplo, é sugerido um dispositivo de processamento de informação de um tipo notebook, em que um módulo leitor/escritor é incorporado em uma porção de descanso de mão de um teclado de um corpo principal, e são lidas informações provenientes de uma etiqueta com circuito integrado sem contato próximo (por exemplo, ver a Publicação de Pedido de Patente Não Examinado Japonês No. 2003-87263).In recent years, a reader / writer module of a suitable compact embedding size has been developed and manufactured which can be used as being deployed for use on various devices such as a POS terminal, vending machine, and personal computer. For example, a notebook-type information processing device is suggested, wherein a reader / writer module is incorporated into a palm rest portion of a main body keyboard, and information from a circuit tag is read. integrated without close contact (for example, see Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-87263).
Um exemplo de uma outra aplicação de um sistema de comunicação sem contato é transmissão de dados de alta capacidade, tal como baixa ou emissão de imagens móveis e música. Por exemplo, pode-se supor que comunicação sem contato é usada quando um conteúdo pago é baixado de uma máquina de venda automática para um terminal portátil ou quando um conteúdo é baixado de um local pago para um terminal portátil por meio de um computador pessoal conectado à Internet. Neste caso, é preferível que uma operação simples de usuário de reter o terminal portátil sobre uma superfície de leitura seja suficiente, e a operação seja concluída com a sensação do mesmo tempo de acesso que aquele despendido para autenticação e faturamento no passado. Portanto, é desejada uma alta taxa de comunicação.An example of another application of a contactless communication system is high capacity data transmission, such as low or mobile imaging and music. For example, one might assume that contactless communication is used when paid content is downloaded from a vending machine to a handheld terminal or when content is downloaded from a paid location to a handheld via a connected personal computer. the Internet. In this case, it is preferable that a simple user operation of holding the handheld terminal on a reading surface is sufficient, and the operation is completed with the feeling of the same access time as that spent for authentication and billing in the past. Therefore, a high communication rate is desired.
Entretanto, a taxa de comunicação em comunicação NFC, que é um exemplo típico de comunicação sem contato, é de aproximadamente 106 kbps a 424 kbps, que é suficiente para autenticação pessoal ou processo de faturamento, mas é extremamente lenta comparada com outra comunicação sem fio de uso geral (tal como WiFi e Bluetooth). Igualmente, na técnica do passado, tal como comunicação NFC, uma taxa de comunicação máxima atingível é de no melhor até 848 kbps, devido a restrições físicas, tais como freqüência de transporte. Desse modo, é difícil esperar um grande aumento de taxa no futuro.However, the communication rate in NFC communication, which is a typical example of contactless communication, is approximately 106 kbps to 424 kbps, which is sufficient for personal authentication or billing process, but is extremely slow compared to other wireless communication. general purpose (such as WiFi and Bluetooth). Also, in the past technique, such as NFC communication, a maximum achievable communication rate is at best up to 848 kbps, due to physical constraints such as transport frequency. Thus, it is difficult to expect a large rate increase in the future.
Ao contrário, um exemplo de uma tecnologia de transferência sem fio de estreita proximidade aplicável a comunicação de alta velocidade é a TransferJet, usando um sinal de banda ultralarga fraca (UWB) (por exemplo, ver a Publicação de Pedido de Patente Não Examinado Japonês No. 2008-99236 e www.transferjet.org/en/index.html (a partir de 23 de março de 2009)).In contrast, an example of a close proximity wireless transfer technology applicable to high-speed communication is TransferJet, using a weak ultra-wideband (UWB) signal (for example, see Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-99236 and www.transferjet.org/en/index.html (as of March 23, 2009)).
A tecnologia de transferência sem fio de estreita proximidade acima mencionada (TransferJet) é de uma técnica de basicamente transmitir um sinal usando uma ação de acoplamento de campo elétrico, e um dispositivo de comunicação dessa técnica inclui uma unidade de circuito de comunicação processando um sinal de alta freqüência, um eletrodo de acoplamento disposto de modo a ficar separado de uma terra a uma altura predeterminada, e uma unidade de ressonância eficientemente aplicando o sinal de alta freqüência ao eletrodo de acoplamento. A exemplo da etiqueta de circuito impresso sem contato descrita acima, quando o dispositivo de comunicação é implementado em um dispositivo de informação para uso, pode se constituir em um dos problemas técnicos importantes a diminuição da altura do dispositivo de comunicação UWB.The aforementioned close proximity wireless transfer technology (TransferJet) is of a technique of basically transmitting a signal using an electric field coupling action, and a communication device of this technique includes a communication circuit unit processing a signal of high frequency, a coupling electrode arranged to be separated from a ground at a predetermined height, and a resonance unit efficiently applying the high frequency signal to the coupling electrode. As with the noncontact printed circuit label described above, when the communication device is implemented in an information device for use, it may be one of the important technical problems to decrease the height of the UWB communication device.
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
É desejável prover um dispositivo de comunicação excelente e acoplador de alta freqüência de baixa altura capaz de realizar adequadamente transmissão de dados de alta capacidade em estreita proximidade através de uma técnica de comunicação UWB sem fio usando uma banda larga de alta freqüência.It is desirable to provide an excellent communication device and low height high frequency coupler capable of properly performing high capacity data transmission in close proximity via a UWB wireless communication technique using a high frequency broadband.
De acordo com uma modalidade da presente invenção, um dispositivo de comunicação inclui uma unidade de circuito de comunicação processando dados de transmissão de sinal de alta freqüência, uma via de transmissão para o sinal de alta freqüência, a via de transmissão estando conectada à unidade de circuito de comunicação, uma terra, um eletrodo de acoplamento suportado por dois terminais, de modo a estar voltado para a terra e ficar separado por uma altura insignificante com relação a um comprimento de onda do sinal de alta freqüência, e uma unidade de ressonância aumentando uma corrente fluindo para o eletrodo de acoplamento por meio da via de transmissão. A unidade de ressonância inclui uma primeira unidade de ressonância conectada à via de transmissão, e uma segunda unidade de ressonância tendo uma primeira extremidade conectada à primeira unidade de ressonância e outra extremidade em curto circuito em relação à terra, a segunda unidade de ressonância tendo os terminais do eletrodo de acoplamento conectados à mesma. Um microdipolo é formado de um segmento de linha conectando-se a um centro de cargas armazenadas no eletrodo de acoplamento e um centro de cargas imagens armazenadas na terra, e o sinal de alta freqüência é transmitido para um lado distante disposto de modo a ficar voltado para o dispositivo de comunicação com um ângulo θ formado em relação a uma direção do microdipolo sendo de aproximadamente 0 grau.According to one embodiment of the present invention, a communication device includes a communication circuit unit processing high frequency signal transmission data, a transmission path for the high frequency signal, the transmission path being connected to the transmission unit. communication circuit, a ground, a coupling electrode supported by two terminals so as to be grounded and separated by an insignificant height from a wavelength of the high frequency signal, and an increasing resonance unit a current flowing to the coupling electrode via the transmission path. The resonance unit includes a first resonance unit connected to the transmission path, and a second resonance unit having a first end connected to the first resonance unit and another shorted grounded end, the second resonance unit having the coupling electrode terminals connected to it. A microdipole is formed of a line segment connecting a center of charges stored in the coupling electrode and a center of charges stored in the ground, and the high frequency signal is transmitted to a far side arranged so that it faces for the communication device with an angle θ formed with respect to a direction of the microdipole being approximately 0 degrees.
Especificamente, o sinal de alta freqüência em outra modalidade da presente invenção é um sinal UWB usando uma banda ultralarga.Specifically, the high frequency signal in another embodiment of the present invention is a UWB signal using an ultra wideband.
Igualmente, de acordo com outra modalidade da presente invenção, a terra do dispositivo de comunicação de acordo com a modalidade descrita anteriormente é um plano condutor formado sobre uma superfície de uma placa dielétrica, e a primeira unidade de ressonância e a segunda unidade de ressonância são tocos cada um deles formado de um plano condutor formado sobre outra superfície do quadro dielétrico.Also, according to another embodiment of the present invention, the ground of the communication device according to the embodiment described above is a conductive plane formed on a surface of a dielectric plate, and the first resonance unit and the second resonance unit are stumps each formed from a conductive plane formed on another surface of the dielectric board.
Ademais, de acordo com outra modalidade da presente invenção, a segunda unidade de ressonância do dispositivo de comunicação de acordo com a modalidade descrita anteriormente é dividida em uma porção de recorte a uma posição predeterminada, e é formada de um primeiro toco tendo uma extremidade conectada à primeira unidade de ressonância e um segundo toco tendo uma ponta em curto circuito em relação à terra.Furthermore, according to another embodiment of the present invention, the second resonance unit of the communication device according to the above-described embodiment is divided into a cutout portion at a predetermined position, and is formed of a first stump having a connected end. to the first resonance unit and a second stump having a shorted earthed tip.
Igualmente, um dos terminais do eletrodo de acoplamento é conectado ao primeiro toco e outro dos terminais é conectado ao segundo toco. De acordo com outra modalidade da presente invenção, o primeiro toco e o segundo toco do dispositivo de comunicação de acordo com a modalidade descrita anteriormente têm um comprimento de fase aproximadamente igual. Mais especificamente, de acordo com modalidades da presente invenção, a segunda unidade de ressonância incluindo o primeiro toco, o eletrodo de acoplamento e o segundo toco, têm, no total, um comprimento de fase de um comprimento de onda de aproximadamente Vi. Igualmente, os primeiro e segundo tocos têm uma comprimento de fase de um comprimento de onda de aproximadamente 1/8, e o eletrodo de acoplamento conectado aos primeiro e segundo tocos com os dois terminais tem um comprimento de fase de um comprimento de onda de aproximadamente 1A .Likewise, one of the coupling electrode terminals is connected to the first stump and another of the terminals is connected to the second stump. According to another embodiment of the present invention, the first stump and the second stump of the communication device according to the embodiment described above have an approximately equal phase length. More specifically, according to embodiments of the present invention, the second resonance unit including the first stump, the coupling electrode and the second stump have a total phase length of a wavelength of approximately Vi. Likewise, the first and second stumps have a wavelength phase length of approximately 1/8, and the coupling electrode connected to the first and second stumps with the two terminals has a wavelength phase length of approximately 1A.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, a primeira unidade de ressonância do dispositivo de comunicação de acordo com a modalidade descrita previamente é um toco tendo um comprimento de fase de um comprimento de onda de aproximadamente 1A, e está em curto circuito com relação à terra em outra extremidade não conectada à via de transmissão. Igualmente, a segunda unidade de ressonância tem uma extremidade conectada a uma posição aproximadamente de centro da primeira unidade de ressonância.According to another embodiment of the present invention, the first resonance unit of the communication device according to the previously described embodiment is a stump having a phase length of a wavelength of approximately 1A, and is shorted with respect to the ground at another end not connected to the transmission route. Likewise, the second resonance unit has an end connected to an approximately center position of the first resonance unit.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, um acoplador de alta freqüência inclui uma via de transmissão para um sinal de alta freqüência, uma terra, um eletrodo de acoplamento suportado por dois terminais, de modo a estar voltado para a terra e para estar separado por uma altura insignificante com relação a um comprimento de onda do sinal de alta freqüência, e uma unidade de ressonância aumentando uma corrente que circula no eletrodo de acoplamento por meio da via de transmissão. A unidade de ressonância inclui uma primeira unidade de ressonância conectada à via de transmissão e uma segunda unidade de ressonância tendo uma extremidade conectada à primeira unidade de ressonância e outra extremidade em curto circuito em relação à terra, a segunda unidade de ressonância tendo os terminais do eletrodo de acoplamento conectados à mesma. Um microdipolo é formado de um segmento de linha conectando um centro de cargas armazenadas no eletrodo de acoplamento e um centro de cargas imagens armazenadas na terra, e o sinal de alta freqüência é transmitido para um acoplador de alta freqüência, de um lado distante, disposto de modo a estar voltado para o acoplador de alta freqüência com um ângulo θ formado em relação a uma direção do microdipolo sendo de aproximadamente 0 grau.According to another embodiment of the present invention, a high frequency coupler includes a transmission path for a high frequency signal, a ground, a coupling electrode supported by two terminals, to be grounded and to be separated by an insignificant height relative to a wavelength of the high frequency signal, and a resonance unit increasing a current circulating in the coupling electrode via the transmission path. The resonance unit includes a first resonance unit connected to the transmission path and a second resonance unit having one end connected to the first resonance unit and another end shorted to ground, the second resonance unit having the terminals of the coupling electrode connected to it. A microdipole is formed of a line segment connecting a center of charges stored on the coupling electrode and a center of images stored on earth, and the high frequency signal is transmitted to a high frequency coupler on a far side arranged so that it faces the high frequency coupler with an angle θ formed with respect to a direction of the microdipole being approximately 0 degrees.
De acordo com as modalidades da presente invenção, um dispositivo de comunicação excelente e acoplador de alta freqüência de baixa altura podem ser providos e que sejam capazes de realizar adequadamente transmissão de dados de alta capacidade em estreita proximidade através de uma técnica de comunicação UWB fraca usando uma banda larga de alta freqüência.According to embodiments of the present invention, an excellent communication device and low-pitch high frequency coupler may be provided which are capable of properly performing high-capacity data transmission in close proximity through a weak UWB communication technique using a high frequency broadband.
De acordo com as modalidades da presente invenção, um acoplador de alta freqüência de baixo custo tendo uma resistência mecânica suficiente pode ser obtido, e suas características elétricas são difíceis de deteriorar mesmo quando a altura é reduzida. Ou seja, de acordo com as modalidades da presente invenção, pode ser obtido um acoplador de alta freqüência capaz de satisfazer todas as exigências de produtividade de massa, tamanho reduzido, baixa altura, e excelentes características elétricas.According to embodiments of the present invention, a low cost high frequency coupler having sufficient mechanical strength can be obtained, and its electrical characteristics are difficult to deteriorate even when the height is reduced. That is, according to the embodiments of the present invention, a high frequency coupler can be obtained capable of meeting all the demands of mass productivity, small size, low height, and excellent electrical characteristics.
De acordo com as modalidades da presente invenção, o eletrodo de acoplamento é suportado por dois terminais. Portanto, o acoplador de alta freqüência pode manter uma resistência mecânica suficiente.According to embodiments of the present invention, the coupling electrode is supported by two terminals. Therefore, the high frequency coupler can maintain sufficient mechanical strength.
Igualmente, uma onda vertical é gerada pela primeira unidade de ressonância formada de um toco (ou um circuito com constantes localizadas) de modo a permitir que um sinal de alta freqüência mais potente seja alimentado na segunda unidade de ressonância. Por conseguinte, é suprimida deterioração de características elétricas devido à baixa altura. De acordo com a modalidade da presente invenção, o toco ressonante é cortado, e dois terminais, frontal e traseiro, suportando o eletrodo de acoplamento são conectados ao toco ressonante de modo a ultrapassar a porção cortada. Por conseguinte, uma corrente não circulante através do eletrodo de acoplamento e que está passando pelo toco ressonante pode ser suprimida, e pode ser suprimida deterioração de características elétricas devido à baixa altura.Likewise, a vertical wave is generated by the first resonance unit formed from a stump (or a circuit with localized constants) to allow a more powerful high frequency signal to be fed into the second resonance unit. Therefore, deterioration of electrical characteristics due to low height is suppressed. According to the embodiment of the present invention, the resonant stump is cut, and two front and rear terminals supporting the coupling electrode are connected to the resonant stump to overtake the cut portion. Therefore, a noncurrent current through the coupling electrode passing through the resonant stump may be suppressed, and deterioration of electrical characteristics due to the low height may be suppressed.
De acordo com a modalidade da presente invenção, uma vez que o primeiro toco e o segundo tocos têm um comprimento de fase aproximadamente igual, a amplitude de tensão é maximizada na posição do eletrodo de acoplamento. Por conseguinte, o acoplador de alta freqüência pode obter uma ação de acoplamento mais potente, e pode ser suprimida deterioração de características elétricas devido à baixa altura.According to the embodiment of the present invention, since the first stump and the second stumps have approximately equal phase length, the voltage amplitude is maximized at the position of the coupling electrode. As a result, the high frequency coupler can achieve a more powerful coupling action, and deterioration of electrical characteristics due to low height can be suppressed.
De acordo com as modalidades da presente invenção, os primeiro e segundo tocos têm ambos um comprimento de fase de um comprimento de onda de aproximadamente 1/8, e o eletrodo de acoplamento tem um comprimento de fase de um comprimento de onda de aproximadamente 1A. Portanto, o acoplador de alta freqüência pode obter uma ação de acoplamento mais potente, e pode ser suprimida deterioração de características elétricas devido à baixa altura.In accordance with embodiments of the present invention, the first and second stumps both have a phase length of a wavelength of approximately 1/8, and the coupling electrode has a phase length of a wavelength of approximately 1A. Therefore, the high frequency coupler can achieve a more powerful coupling action, and deterioration of electrical characteristics due to low height can be suppressed.
De acordo com a modalidade da presente invenção, a amplitude de tensão da onda vertical é máxima próxima do centro do toco que forma a primeira unidade de ressonância. Com a segunda unidade de ressonância conectada a essa posição, o sinal de alta freqüência pode ser alimentado eficientemente na segunda unidade de ressonância. Assim, o acoplador de alta freqüência pode obter uma ação de acoplamento mais potente, e pode ser suprimida deterioração de características elétricas devido à baixa altura.According to the embodiment of the present invention, the voltage amplitude of the vertical wave is maximum near the center of the stump forming the first resonance unit. With the second resonance unit connected to this position, the high frequency signal can be efficiently fed into the second resonance unit. Thus, the high frequency coupler can achieve a more powerful coupling action, and deterioration of electrical characteristics due to low height can be suppressed.
Outros aspectos e vantagens da presente invenção ficarão aparentes mediante descrição mais detalhada baseada em modalidades da presente invenção descritas abaixo e desenhos anexos.Other aspects and advantages of the present invention will become apparent upon more detailed description based on embodiments of the present invention described below and accompanying drawings.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
A fig. 1 ilustra esquematicamente a estrutura de um sistema de comunicação sem fio de alta velocidade de estreita proximidade de uma técnica de comunicação UWB fraca.Fig. 1 schematically illustrates the structure of a close proximity high speed wireless communication system of a weak UWB communication technique.
A fig. 2 ilustra a estrutura básica de um acoplador de alta freqüência disposto em um transmissor e em um receptor.Fig. 2 illustrates the basic structure of a high frequency coupler arranged in a transmitter and a receiver.
A fig. 3 ilustra um exemplo de implementação do acoplador de alta freqüência representado na fig. 2.Fig. 3 illustrates an example implementation of the high frequency coupler depicted in FIG. 2.
A fig. 4 ilustra um campo eletromagnético provocado por umFig. 4 illustrates an electromagnetic field caused by a
microdipolo.microdipole.
A fig. 5 ilustra o campo eletromagnético representado na fig. 4 mapeado em um eletro de acoplamento.Fig. 5 illustrates the electromagnetic field shown in fig. 4 mapped to a coupling electro.
A fig. 6 ilustra um exemplo da estrutura de uma antena carregada a capacitância.Fig. 6 illustrates an example of the structure of a capacitance charged antenna.
A fig. 7 ilustra um exemplo da estrutura de um acoplador de alta freqüência usando um circuito com constantes distribuídas como uma unidade de casamento de impedância e uma unidade de ressonância.Fig. 7 illustrates an example of the structure of a high frequency coupler using a circuit with distributed constants as an impedance matching unit and a resonance unit.
A fig. 8 ilustra o estado em que uma onda vertical ocorre em um toco.Fig. 8 illustrates the state in which a vertical wave occurs on a stump.
A fig. 9A ilustra um exemplo de um método de fabricar uma porção do eletrodo de acoplamento do acoplador de alta freqüência através de metaloplastia em laminado de metal (após estampagem).Fig. 9A illustrates an example of a method of fabricating a portion of the high frequency coupler coupling electrode by sheet metal metalloplasty (after stamping).
A fig. 9B ilustra um exemplo do método de fabricação de uma porção do eletrodo de acoplamento do acoplador de alta freqüência através de metaloplastia em laminado de metal (após curvatura).Fig. 9B illustrates an example of the method of fabricating a portion of the high frequency coupler coupling electrode by sheet metal metalloplasty (after bending).
A fig. 9C ilustra um exemplo do eletrodo de acoplamento fabricado através de metaloplastia em laminado de metal (vistas laterais e vista em perspectiva).Fig. 9C illustrates an example of the coupling electrode fabricated by metal laminate metalloplasty (side views and perspective view).
A fig. 10A ilustra um exemplo do método de fabricação de uma porção do eletrodo de acoplamento do acoplador de alta freqüência através de metaloplastia em laminado de metal (após estampagem).Fig. 10A illustrates an example of the method of fabricating a portion of the high frequency coupler coupling electrode by metal laminating (after stamping).
A fig. 10B ilustra um exemplo do método de fabricação de uma porção do eletrodo de acoplamento do acoplador de alta freqüência através de metaloplastia em laminado de metal (após curvatura).Fig. 10B illustrates an example of the method of fabricating a portion of the high frequency coupler coupling electrode by metal laminating (after bending).
A fig. 10C ilustra um exemplo do eletrodo de acoplamento fabricado através de metaloplastia em laminado de metal (vistas laterais e vista em perspectiva).Fig. 10C illustrates an example of the coupling electrode fabricated by metal laminate metalloplasty (side views and perspective view).
A fig. 11 ilustra a estrutura secional de um acoplador de alta freqüência com um eletrodo de acoplamento suportado por um espaçador feito de um dielétrico, o eletrodo de acoplamento estando conectado a um toco ressonante com uma linha de metal penetrando através de um orifício de passagem do espaçador.Fig. 11 illustrates the sectional structure of a high frequency coupler with a coupling electrode supported by a dielectric spacer, the coupling electrode being connected to a resonant stump with a metal line penetrating through a spacer through hole.
A fig. 12 ilustra a estrutura secional de um acoplador de alta freqüência com um eletrodo de acoplamento suportado por dois terminais em um toco ressonante.Fig. 12 illustrates the sectional structure of a high frequency coupler with a coupling electrode supported by two terminals on a resonant stump.
A fig. 13 ilustra a estrutura secional de um acoplador de alta freqüência em que um toco ressonante está cortado e terminais frontais e traseiros suportando um eletrodo de acoplamento são conectados ao toco ressonante de modo a ultrapassar a porção cortada.Fig. 13 illustrates the sectional structure of a high frequency coupler wherein a resonant stump is cut and front and rear terminals supporting a coupling electrode are connected to the resonant stump to overtake the cut portion.
A fig. 14 ilustra amplitudes de uma onda vertical de tensão e uma onda vertical de corrente quando um segundo toco ressonante encontra- se em uma extremidade aberta.Fig. 14 illustrates amplitudes of a vertical voltage wave and a vertical current wave when a second resonant stump is at an open end.
A fig. 15 ilustra uma operação característica de um toco com sua ponta como uma extremidade em curto circuito.Fig. 15 illustrates a characteristic operation of a stump with its tip as a shorted end.
A fig. 16A ilustra uma operação característica de um toco com sua ponta como uma extremidade aberta. A fig. 16Β ilustra uma operação característica de um toco com sua ponta como uma extremidade aberta.Fig. 16A illustrates a characteristic operation of a stump with its tip as an open end. Fig. 16Β illustrates a characteristic operation of a stump with its tip as an open end.
A fig. 17A ilustra (uma vista superior) de um acoplador de alta freqüência configurado de tal modo que um eletrodo de acoplamento fabricado através de metaloplastia em laminado de metal é implementado em uma placa de circuito impresso.Fig. 17A illustrates (a top view) of a high frequency coupler configured such that a coupling electrode fabricated by metal laminate metalloplasty is implemented on a printed circuit board.
A fig. 17B ilustra (uma vista em perspectiva) do acoplador de alta freqüência configurado de tal modo que o eletrodo de acoplamento fabricado através de metaloplastia em laminado de metal é implementado na placa de circuito impresso.Fig. 17B illustrates (a perspective view) of the high frequency coupler configured such that the coupling electrode fabricated by metal laminate metallurgy is implemented on the printed circuit board.
A fig. 17C ilustra (uma vista secional) do acoplador de alta freqüência configurado de tal modo que o eletrodo de acoplamento fabricado através de metaloplastia em laminado de metal é implementado na placa de circuito impresso.Fig. 17C illustrates (a sectional view) of the high frequency coupler configured such that the coupling electrode fabricated by metal laminate metallurgy is implemented on the printed circuit board.
A fig. 18 ilustra o estado em que uma onda vertical ocorre em uma primeira unidade de ressonância do acoplador de alta freqüência representado nas figs. 17A a 17C.Fig. 18 illustrates the state in which a vertical wave occurs in a first resonance unit of the high frequency coupler depicted in FIGS. 17A to 17C.
A fig. 19 ilustra o estado em que uma onda vertical ocorre em uma segunda unidade de ressonância no acoplador de alta freqüência representado nas figs. 17A a 17C quando alocação de comprimento de fase é tal que o comprimento de fase de primeiro e segundo tocos é um comprimento de onda de 1/8 e o comprimento de fase de um terminal ao outro terminal do eletrodo de acoplamento é um comprimento de onda de 1A.Fig. 19 illustrates the state in which a vertical wave occurs in a second resonance unit on the high frequency coupler depicted in FIGS. 17A to 17C when phase length allocation is such that the first and second stump phase length is a wavelength of 1/8 and the phase length from one terminal to the other terminal of the coupling electrode is a wavelength. from 1A.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDASDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
As modalidades da presente invenção são descritas abaixo, fazendo-se referência aos desenhos.Embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings.
Primeiro, é descrito o princípio de operação de comunicação sem fio de alta velocidade de estreita proximidade usando uma técnica de comunicação UWB. A fig. 1 ilustra esquematicamente a estrutura de um sistema de comunicação sem fio de alta velocidade de estreita proximidade de uma técnica de comunicação UWB usando uma ação de acoplamento de campo elétrico. Na fig. 1, um transmissor IOe um receptor 20 têm respectivamente um eletrodo de acoplamento 14 e um eletrodo de acoplamento 24 para uso em transmissão e recepção. Estes eletrodos de acoplamento 14 e 24 estão dispostos de modo a ficarem voltados um para o outro e estarem separados entre si por, por exemplo, 3 cm, permitindo, dessa maneira, acoplamento de campo elétrico. Logo após um pedido de transmissão proveniente de uma aplicação de nível mais alto, uma unidade de circuito de transmissão 11 localizada em um transmissor 10 gera um sinal de transmissão de alta freqüência, tal como um sinal UWB, baseado em dados de transmissão, e propaga o sinal gerado do eletrodo de acoplamento de transmissão 14 para o eletrodo de acoplamento de recepção 24 como um sinal de campo magnético. Então, uma unidade de circuito de recepção 21 localizada em um receptor 20 desmodula e decodifica o sinal de campo elétrico de alta freqüência recebido, e passa dados reproduzidos para a aplicação de nível mais alto.First, the principle of close proximity high speed wireless communication operation using a UWB communication technique is described. Fig. 1 schematically illustrates the structure of a close proximity high speed wireless communication system of a UWB communication technique using an electric field coupling action. In fig. 1, an IO transmitter and receiver 20 have respectively a coupling electrode 14 and a coupling electrode 24 for use in transmission and reception. These coupling electrodes 14 and 24 are arranged to face each other and are separated from each other by, for example, 3 cm, thereby allowing electric field coupling. Following a transmission request from a higher level application, a transmission circuit unit 11 located on a transmitter 10 generates a high frequency transmission signal, such as a UWB signal based on transmission data, and propagates. the signal generated from the transmission coupling electrode 14 to the receiving coupling electrode 24 as a magnetic field signal. Then, a receiving circuit unit 21 located on a receiver 20 demodulates and decodes the received high frequency electric field signal, and passes reproduced data to the higher level application.
De acordo com a técnica de comunicação que usa uma banda larga de alta freqüência, tal como comunicação UWB, pode ser realizada transmissão de dados de ultra alta velocidade de aproximadamente 100 Mbps em estreita proximidade. Igualmente, como descrito mais abaixo, quando é realizada comunicação UWB com a ação de acoplamento de um campo eletrostático ou campo de indução em vez de um campo de radiação, a resistência de campo elétrico é inversamente proporcional ao cubo ou quadrado da distância. Portanto, suprimindo a resistência de campo elétrico a uma distância de três metros de uma instalação sem fio para que seja igual a ou inferior a um nível predeterminado, pode ser atingida comunicação sem fio fraca sem uma licença para uma estação sem fio, configurando, dessa maneira, um sistema de comunicação a baixo custo. Igualmente, comunicação de dados é realizada em estreita proximidade com uma técnica de acoplamento de campo elétrico. Portanto, como uma vantagem, uma vez que uma onda refletida proveniente de um refletor que esteja presente próximo é pequena, a influência de interferência é pequena. Ademais, como outra vantagem, prevenção contra pirataria ou proteção de confidencialidade na via de transmissão não precisa ser levada em consideração.According to the communication technique using high frequency broadband, such as UWB communication, approximately 100 Mbps ultra high speed data transmission can be performed in close proximity. Likewise, as described below, when UWB communication is performed with the coupling action of an electrostatic field or induction field instead of a radiation field, the electric field resistance is inversely proportional to the cube or square of the distance. Therefore, by suppressing the electric field resistance at a distance of three meters from a wireless installation to be equal to or less than a predetermined level, weak wireless communication can be achieved without a license for a wireless station, thereby configuring way, a low cost communication system. Similarly, data communication is performed in close proximity to an electric field coupling technique. Therefore, as an advantage, since a reflected wave from a nearby reflector is small, the interference influence is small. In addition, as another advantage, piracy prevention or protection of confidentiality on the transmission route need not be taken into account.
Por outro lado, à medida que a distância de propagação com relação ao comprimento de onda aumenta, aumenta perda de propagação. Portanto, para propagar um sinal de alta freqüência através de acoplamento de campo elétrico, é desejado que perda de propagação seja suprimida para nível suficientemente baixo. Em uma técnica de comunicação de transmissão de um sinal em banda larga de alta freqüência, tal como uma sinal UWB, através de acoplamento de campo elétrico, mesmo em comunicação de estreita proximidade de aproximadamente 3 cm, a distância é equivalente a um comprimento de onda de aproximadamente 1A para uma banda de freqüência de uso de 4 GHz, e, portanto, a distância não é insignificante. Entre outros, em um circuito de alta freqüência, o problema de impedância característica é sério se comparado com um circuito de baixa freqüência, e um efeito provocado por uma impedância não adaptada se torna proeminente no ponto de acoplamento entre os eletrodos do transmissor e receptor.On the other hand, as the propagation distance from wavelength increases, propagation loss increases. Therefore, to propagate a high frequency signal through electric field coupling, it is desired that propagation loss be suppressed to a sufficiently low level. In a communication technique of transmitting a high frequency broadband signal, such as a UWB signal, through electric field coupling, even in close proximity communication of approximately 3 cm, the distance is equivalent to a wavelength. approximately 1A for a 4 GHz usage frequency band, and therefore the distance is not insignificant. Among others, in a high frequency circuit, the characteristic impedance problem is serious compared to a low frequency circuit, and an effect caused by an unadapted impedance becomes prominent at the coupling point between the transmitter and receiver electrodes.
Em comunicação que usa uma freqüência de uma banda kHz ou MHz, a perda de propagação em espaço é pequena. Portanto, o transmissor e o receptor incluem um acoplador formado de apenas um eletrodo. Mesmo quando a porção de acoplamento opera simplesmente como um capacitor de placa plana paralela, pode ser realizada transmissão de dados desejada. Ao contrário, em comunicação para transmitir um sinal usando altas freqüências de uma banda GHz em uma distância não desprezível com relação ao comprimento de onda, a perda de propagação em espaço é pequena. Por conseguinte, é desejado que reflexão do sinal de transmissão seja suprimida para aumentar eficiência de transmissão. Mesmo se uma via de transmissão é ajustada para ter uma impedância característica predeterminada em cada um do transmissor e receptor, é difícil casamento de impedância na porção de acoplamento como no capacitor de placa plana paralela. Por exemplo, o sistema de comunicação representado na fig. 1, mesmo quando uma via de transmissão de um sinal de campo elétrico de alta freqüência que acopla a unidade de circuito de transmissão 11 e o eletrodo de acoplamento de transmissão 14 é uma linha coaxial com casamento de impedância de, por exemplo, 50 Ω, se a impedância na porção de acoplamento entre o eletrodo de acoplamento de transmissão 14 e o eletrodo de acoplamento de recepção 24 não for adaptada, o sinal de campo elétrico é refletido para provocar perda de propagação, diminuindo, dessa maneira, eficiência de comunicação.In communication that uses a frequency of one kHz or MHz band, the loss of propagation in space is small. Therefore, the transmitter and receiver include a coupler formed of only one electrode. Even when the coupling portion operates simply as a parallel flat plate capacitor, desired data transmission can be accomplished. In contrast, in communication to transmit a signal using high frequencies of a GHz band at a not insignificant distance from wavelength, the loss of propagation in space is small. Therefore, it is desired that transmission signal reflection is suppressed to increase transmission efficiency. Even if a transmission path is set to have a predetermined characteristic impedance on each of the transmitter and receiver, impedance matching in the coupling portion as in the parallel flat plate capacitor is difficult. For example, the communication system shown in fig. 1, even when a transmission path of a high frequency electric field signal coupling transmission circuit unit 11 and transmission coupling electrode 14 is an impedance matching coaxial line of, for example, 50 Ω, If the impedance in the coupling portion between the transmission coupling electrode 14 and the receiving coupling electrode 24 is not adapted, the electric field signal is reflected to cause propagation loss, thereby decreasing communication efficiency.
Continuando neste assunto, como representado na fig. 2, o acoplador de alta freqüência disposto em cada um entre o transmissor IOeo receptor 20 é configurado de tal modo que uma unidade de ressonância incluindo um eletrodo de placa plana 14, 24, um indutor serial 12, 22, e um indutor paralelo 13, 23 é conectada a uma via de transmissão de sinal de alta freqüência. Aqui, a via de transmissão de sinal de alta freqüência pode ser configurada de um cabo coaxial, linha e microfaixa, linha coplanar, ou semelhante. Quando estes acopladores de alta freqüência são dispostos de modo a estarem voltados um para o outro, a porção de acoplamento opera como um filtro passa-banda extremamente em estreita proximidade, onde um campo quasieletrostático é dominante, permitindo, dessa maneira, transmissão de um sinal de alta freqüência. Igualmente, mesmo em uma distância em que um campo de indução é dominante e que não é desprezível com relação ao comprimento de onda, um sinal de alta freqüência pode ser transmitido entre dois acopladores de alta freqüência por meio de um campo de indução gerado de um microdipolo formado de cargas e cargas imagens armazenadas no eletrodo de acoplamento e terra. Aqui, se for meramente desejável que seja assegurada casamento de impedância simples e suprimida uma onda refletida entre os eletrodos do transmissor 10 e o receptor 20, ou seja, na porção de acoplamento, impedâncias sucessivas na porção de acoplamento podem ser projetadas mesmo com uma estrutura simples de cada acoplador, onde o eletrodo plano 14, 24 e um indutor serial são conectados em série na via de transmissão de sinal de alta freqüência. Entretanto, a impedância característica não é mudada antes e após da porção de acoplamento, e, portanto, a magnitude de uma corrente não é mudada. Ao contrário, com a provisão de um indutor paralelo 13, 23, uma carga maior é alimentada no eletrodo de acoplamento 14, produzindo, dessa maneira, uma potente ação de acoplamento de campo elétrico entre os eletrodos de acoplamento 14 e 24. Igualmente, quando um grande campo elétrico é induzido próximo da superfície do eletrodo de acoplamento 14, o campo elétrico gerado propaga-se desde a superfície do eletrodo de acoplamento 14 como um sinal de campo elétrico de uma onda longitudinal vibrando em uma direção de deslocamento (uma direção do microdipolo, que será descrito mais abaixo). Com esta onda de campo elétrico, mesmo se a distância entre os eletrodos de acoplamento 14 e 24 (distância de fase) for relativamente longa, o sinal de campo elétrico pode ser propagado.Continuing on this subject as depicted in fig. 2, the high frequency coupler disposed at each between the IO transmitter and receiver 20 is configured such that a resonance unit including a flat plate electrode 14, 24, a serial inductor 12, 22, and a parallel inductor 13, 23 is connected to a high frequency signal transmission path. Here, the high frequency signal transmission path may be configured from a coaxial cable, line and micro band, coplanar line, or the like. When these high frequency couplers are arranged to face each other, the coupling portion operates as an extremely close band-pass filter where a quasielectrostatic field is dominant, thereby allowing a signal to be transmitted. high frequency. Likewise, even at a distance where an induction field is dominant and not negligible with respect to wavelength, a high frequency signal can be transmitted between two high frequency couplers by means of an induction field generated from a microdipole formed of charges and charges images stored in the coupling electrode and ground. Here, if it is merely desirable that a single impedance matching is ensured and a reflected wave is suppressed between the transmitter electrodes 10 and the receiver 20, that is, in the coupling portion, successive impedances in the coupling portion can be designed even with a structure. each coupler where the flat electrode 14, 24 and a serial inductor are connected in series on the high frequency signal transmission path. However, the characteristic impedance is not changed before and after the coupling portion, and therefore the magnitude of a current is not changed. In contrast, with the provision of a parallel inductor 13, 23, a larger load is fed to the coupling electrode 14, thereby producing a powerful electric field coupling action between the coupling electrodes 14 and 24. Also, when Since a large electric field is induced near the surface of the coupling electrode 14, the generated electric field propagates from the surface of the coupling electrode 14 as an electric field signal of a longitudinal wave vibrating in a direction of displacement (one direction of the microdipole, which will be described below). With this electric field wave, even if the distance between coupling electrodes 14 and 24 (phase distance) is relatively long, the electric field signal can be propagated.
Portanto, no sistema de comunicação sem fio de estreita proximidade de uma técnica de comunicação UWB fraca, condições, como a de um acoplador de alta freqüência, são conforme a seguir:Therefore, in the close proximity wireless communication system of a weak UWB communication technique, conditions such as that of a high frequency coupler are as follows:
(1) Existe um eletrodo de acoplamento para acoplamento em um campo elétrico em uma posição de modo a estar voltado para a terra e para estar separado por uma altura insignificante com relação ao comprimento de onda do sinal de alta freqüência.(1) There is a coupling electrode for coupling in an electric field in a position so that it faces the ground and is separated by an insignificant height from the wavelength of the high frequency signal.
(2) Existe uma unidade de ressonância (indutor paralelo ou toco) para acoplamento em um campo elétrico mais potente. (3) Os indutores serial e paralelo, e a constante de um capacitor formado de eletrodos de acoplamento ou o comprimento do toco são ajustados de modo que seja assegurado casamento de impedância em uma banda de freqüência para uso em comunicação quando os eletrodos de acoplamento são colocados de modo a ficarem voltados um para o outro.(2) There is a resonance unit (parallel inductor or stump) for coupling to a more powerful electric field. (3) The serial and parallel inductors, and the constant of a capacitor formed of coupling electrodes or the length of the stump are adjusted so that impedance matching is ensured in a frequency band for use in communication when the coupling electrodes are placed so that they face each other.
No sistema de comunicação representado na fig. 1, quando os eletrodos de acoplamento 14 e 24 do transmissor 10 e o receptor 20 estão voltados um para o outro como estando separados entre si por uma distância apropriada, dois acopladores de alta freqüência operam como um filtro passa- banda que deixa um sinal de campo elétrico de uma banda de alta freqüência desejada ultrapassar e, como um acoplador de alta freqüência simples, cada um também opera como um circuito conversor de impedância que amplifica a corrente, deixando, dessa maneira, uma corrente de uma grande amplitude fluir para dentro do eletrodo de acoplamento. Por outro lado, quando um acoplador de alta freqüência é colocado em espaço livre individualmente, a impedância de entrada do acoplador de alta freqüência não corresponde à impedância característica da via de transmissão de sinal de alta freqüência.In the communication system shown in fig. 1, when the coupling electrodes 14 and 24 of the transmitter 10 and the receiver 20 are facing each other as being spaced apart by an appropriate distance, two high frequency couplers operate as a bandpass filter that leaves a signal of electric field of a desired high frequency band exceeds and, like a simple high frequency coupler, each also operates as an impedance converter circuit that amplifies the current, thereby allowing a large amplitude current to flow into the coupling electrode. On the other hand, when a high frequency coupler is placed in free space individually, the input impedance of the high frequency coupler does not correspond to the characteristic impedance of the high frequency signal transmission path.
Desse modo, um sinal entrando na via de transmissão de sinal de alta freqüência é refletido no acoplador de alta freqüência e não é emitido para o exterior, e, portanto, não influencia outros sistemas de comunicação próximos. Ou seja, quando não se encontra presente qualquer contraparte para comunicação, o transmissor 10 não envia ondas de rádio desperdiçadamente como uma antena, mas assegura casamento de impedância apenas quando uma contraparte para comunicação se aproxima, transferindo, dessa maneira, um sinal de campo elétrico de alta freqüência.Thus, a signal entering the high frequency signal transmission pathway is reflected in the high frequency coupler and is not emitted abroad, and therefore does not influence other nearby communication systems. That is, when no counterparty for communication is present, the transmitter 10 does not waste radio waves as an antenna, but ensures impedance matching only when a counterparty for communication approaches, thereby transferring an electric field signal. high frequency.
A fig. 3 ilustra um exemplo de implementação do acoplador de alta freqüência representado na fig. 2. O acoplador de alta freqüência em um ou outro entre o transmissor 10 e o receptor 20 pode ser configurado similarmente. Na fig. 3, o eletrodo de acoplamento 14 é disposto sobre uma superfície superior de um espaçador 15 formado de um formato dielétrico em uma coluna, e é eletricamente conectado à via de transmissão de sinal de alta freqüência na placa de circuito impresso 17 por meio de um orifício de passagem 16 penetrando através do espaçador 15.Fig. 3 illustrates an example implementation of the high frequency coupler depicted in FIG. 2. The high frequency coupler at either between transmitter 10 and receiver 20 can be similarly configured. In fig. 3, coupling electrode 14 is disposed on an upper surface of a spacer 15 formed of a dielectric shape in a column, and is electrically connected to the high frequency signal transmission path in the printed circuit board 17 through a hole. 16 passing through the spacer 15.
Por exemplo, após o orifício de passagem 16 ser formado no dielétrico em forma de coluna tendo uma altura desejada, o orifício de passagem 16 é preenchido com um condutor, e um plano condutor servindo como o eletrodo de acoplamento 14 é depositado por vaporização em uma face de extremidade superior desta coluna por, por exemplo, tecnologia de deposição. Sobre a placa de circuito impresso 17, é formado um plano de interligação servindo como via de transmissão de sinal de alta freqüência. Depois, com este espaçador 15 implementado na placa de circuito impresso 17 por brasagem, por refluxo ou semelhante, um acoplador de alta freqüência pode ser fabricado. Ajustando apropriadamente a altura da superfície de implementação de circuito da placa de circuito impresso 17 ao eletrodo de acoplamento 14, ou seja, o comprimento do orifício de passagem 16 (comprimento de fase) de acordo com o comprimento de onda em uso, o orifício de passagem 16 assume uma indutância, e pode ser usado em lugar do indutor serial 12 representado na fíg. 2. Igualmente, a via de transmissão de sinal de alta freqüência é conectada a um terra 18 por meio de um indutor paralelo em forma de chip 13.For example, after the through-hole 16 is formed in the columnar dielectric having a desired height, the through-hole 16 is filled with a conductor, and a conductive plane serving as the coupling electrode 14 is vaporised on a upper end face of this column by, for example, deposition technology. Over the printed circuit board 17, an interconnection plane is formed serving as a high frequency signal transmission path. Then, with this spacer 15 implemented on the printed circuit board 17 by brazing, refluxing or the like, a high frequency coupler may be fabricated. Properly adjusting the height of the circuit board surface of the printed circuit board 17 to the coupling electrode 14, i.e. the length of the through hole 16 (phase length) according to the wavelength in use, the Passage 16 assumes an inductance, and may be used in place of the serial inductor 12 shown in FIG. 2. Also, the high frequency signal transmission path is connected to a ground 18 via a parallel chip-shaped inductor 13.
Aqui, um campo eletromagnético ocorrendo no eletrodo de acoplamento 14 localizado no transmissor 10 será estudado abaixo.Here, an electromagnetic field occurring at the coupling electrode 14 located on the transmitter 10 will be studied below.
Como representado nas figs. 1 e 2, o eletrodo de acoplamento 14 está conectado a uma extremidade da via de transmissão de sinal de alta freqüência, e uma saída de sinal de alta freqüência proveniente da unidade de circuito de transmissão 11 flui para o eletrodo de acoplamento 14, onde são armazenadas cargas. Aqui, com a ação ressonante de uma unidade de ressonância formada do indutor serial 12 e o indutor paralelo 13, a corrente fluindo para o eletrodo de acoplamento 14 por meio da via de transmissão é amplificada, e são armazenadas cargas maiores.As depicted in figs. 1 and 2, the coupling electrode 14 is connected to one end of the high frequency signal transmission path, and a high frequency signal output from the transmission circuit unit 11 flows to the coupling electrode 14, where loads stored. Here, with the resonant action of a resonance unit formed from the serial inductor 12 and the parallel inductor 13, the current flowing to the coupling electrode 14 via the transmission path is amplified, and larger loads are stored.
Igualmente, a terra 18 é disposta de modo a estar voltada para o eletrodo de acoplamento 14 e ficar separada por uma altura (comprimento de fase) insignificante com relação ao comprimento de onda do sinal de alta freqüência. Quando são armazenadas cargas no eletrodo de acoplamento 14, como descrito acima, cargas imagens são armazenadas na terra 18. Quando uma carga pontual Q é colocada fora de um condutor plano, uma carga imagem -Q (que é virtual com uma distribuição de carga de superfície substituída) é disposta no condutor plano, que está divulgada, por exemplo, em Tadashi Mizoguchi, "Electromagnetism", (Shokabo Publishing Co., Ltd., pp. 54-57).Likewise, the ground 18 is arranged to face the coupling electrode 14 and to be separated by an insignificant height (phase length) with respect to the wavelength of the high frequency signal. When charges are stored in the coupling electrode 14, as described above, image charges are stored in ground 18. When a point charge Q is placed outside a flat conductor, an image charge -Q (which is virtual with a charge distribution of replaced surface) is arranged on the flat conductor, which is disclosed, for example, in Tadashi Mizoguchi, "Electromagnetism", (Shokabo Publishing Co., Ltd., pp. 54-57).
Como resultado, é formado um microdipolo de um segmento de linha que conecta o centro das cargas armazenadas no eletrodo de acoplamento 14 e o centro das cargas imagens armazenadas na terra 18. Precisamente, cada uma da carga Qea carga imagem —Q tem um volume, e o microdipolo é formado de modo a conectar o centro da carga e o centro da carga imagem. O microdipolo deste documento representa um dipolo elétrico com uma distância extremamente curta entre cargas, e é descrito também, por exemplo, em Yasuto Mushiake, "Antenna and radiowave propagation", (Corona Publishing Co., Ltd., pp. 16-18). Com este microdipolo, um componente de onda transversal Ee do campo elétrico, um componente de onda longitudinal Er do campo elétrico e um campo magnético Ηφ ocorrem em torno do microdipolo.As a result, a line segment microdipole is formed that connects the center of the charges stored in the coupling electrode 14 and the center of the charges stored in the ground 18. Precisely, each of the charge Q and the image charge —Q has a volume, and the microdipole is formed to connect the center of charge and the center of charge image. The microdipole of this document represents an electric dipole with an extremely short distance between charges, and is also described, for example, in Yasuto Mushiake, "Antenna and radiowave propagation," (Corona Publishing Co., Ltd., pp. 16-18). . With this microdipole, a transverse wave component Ee of the electric field, a longitudinal wave component Er of the electric field and a magnetic field Ηφ occur around the microdipole.
A fig. 4 ilustra um campo eletromagnético provocado por um microdipolo. A fig. 5 ilustra este campo eletromagnético representado mapeado no eletrodo de acoplamento. Como representado nas figs. 4 e 5, o componente de onda transversal E0 do campo elétrico vibra em uma direção perpendicular para uma direção de propagação, e o componente de onda longitudinal Er do campo elétrico vibra em uma orientação paralela à direção de propagação. Em torno do microdipolo, ocorre o campo magnético Ηφ. As equações (1) a (3) abaixo representam um campo eletromagnético gerado pelo microdipolo, onde um componente inversamente proporcional ao cubo de uma distância R é um campo eletrostático, um componente inversamente proporcional ao quadrado da distância R é um campo de indução, e um componente inversamente proporcional à distância R é um campo de radiação.Fig. 4 illustrates an electromagnetic field caused by a microdipole. Fig. 5 illustrates this represented electromagnetic field mapped to the coupling electrode. As depicted in figs. 4 and 5, the transverse wave component E0 of the electric field vibrates in a direction perpendicular to a propagation direction, and the longitudinal wave component Er of the electric field vibrates in an orientation parallel to the propagation direction. Around the microdipole, the magnetic field Ηφ occurs. Equations (1) to (3) below represent an electromagnetic field generated by the microdipole, where a component inversely proportional to the cube of a distance R is an electrostatic field, a component inversely proportional to the square of distance R is an induction field, and a component inversely proportional to the distance R is a radiation field.
<formula>formula see original document page 19</formula><formula> formula see original document page 19 </formula>
No sistema de comunicação sem fio de estreita proximidade representado na fig. 1, para suprimir uma onda perturbadora em relação a outros sistemas periféricos, é preferível usar o componente de onda longitudinal Er não contendo um componente do campo de radiação enquanto suprime o componente de onda transversal E0 contendo um componente do campo de radiação. Isto acontece porque, como pode ser visto a partir das Equações (1) e (2) acima, o componente de onda transversal E0 do campo elétrico contém um campo de radiação inversamente proporcional à distância (ou seja, um campo de radiação com uma pequena atenuação de distância, mas o componente de onda longitudinal Er não contém um campo de radiação.In the close proximity wireless communication system shown in FIG. 1, to suppress a disturbing wave relative to other peripheral systems, it is preferable to use the longitudinal wave component Er not containing a radiation field component while suppressing the transverse wave component E0 containing a radiation field component. This is because, as can be seen from Equations (1) and (2) above, the transverse wave component E0 of the electric field contains a radiation field inversely proportional to the distance (ie a radiation field with a small distance attenuation, but the longitudinal wave component Er does not contain a radiation field.
Primeiro, para impedir a ocorrência do componente de onda transversal E9 do campo elétrico, o acoplador de alta freqüência é ajustado de modo a não operar como uma antena. O acoplador de alta freqüência representado na fig. 2 parece ser similar em estrutura a uma antena carregada a capacitância tendo um metal em uma ponta de um elemento de antena para prover uma capacidade eletrostática e reduzir a altura da antena. Desse modo, o acoplador de alta freqüência é ajustado de modo a não operar como uma antena carregada a capacitância. A fig. 6 ilustra um exemplo da estrutura de uma antena carregada a capacitância. Na fig. 6, o componente de onda longitudinal Er do campo elétrico ocorre principalmente em uma direção indicada por uma seta A, e o componente de onda transversal E0 do campo elétrico ocorre em direções indicadas por setas Bt e B2.First, to prevent the occurrence of the transverse wave component E9 of the electric field, the high frequency coupler is adjusted so as not to operate as an antenna. The high frequency coupler shown in fig. 2 appears to be similar in structure to a capacitance charged antenna having a metal at one end of an antenna element to provide electrostatic capability and reduce antenna height. Thus, the high frequency coupler is adjusted so that it does not operate as a capacitance-loaded antenna. Fig. 6 illustrates an example of the structure of a capacitance charged antenna. In fig. 6, the longitudinal wave component Er of the electric field occurs mainly in a direction indicated by an arrow A, and the transverse wave component E0 of the electric field occurs in the directions indicated by arrows Bt and B2.
No exemplo da estrutura do eletrodo de acoplamento representado na fig. 3, o dielétrico 15 e o orifício de passagem 16 exercem uma função de evitar acoplamento entre o eletrodo de acoplamento 14 e a terra 18 e também uma função de formar o indutor serial 12. Com o indutor serial 12 formando com uma altura suficiente da superfície de implementação de circuito da placa de circuito impresso 17 para o eletrodo de acoplamento 14, evita-se acoplamento de campo elétrico entre a terra 18 e o eletrodo de acoplamento 14, assegurando, dessa maneira, uma ação de acoplamento de campo elétrico com o acoplador de alta freqüência localizado no receptor. Entretanto, quando a altura do dielétrico 15 é extensa, ou seja, quando a distância da superfície de implementação de circuito da placa de circuito impresso 17 para o eletrodo de acoplamento 14 não é insignificante com relação ao comprimento de onda de uso, o acoplador de alta freqüência atua como uma antena carregada a capacitância, levando o componente de onda transversal E0 nas direções indicadas pelas setas B1 e B2 na fig. 6. Por conseguinte, a altura do dielétrico 15 é ajustada para ter um comprimento suficiente de modo a evitar o acoplamento entre o eletrodo de acoplamento 14 e a terra 18 e obter características como as de um acoplador de alta freqüência e formar o indutor serial 12 para atuar como um circuito de casamento de impedância, e é ajustada para ser baixa de modo que radiação do componente de onda transversal Ee devido à corrente que flui através do indutor serial 12.In the example of the coupling electrode structure shown in FIG. 3, the dielectric 15 and the through hole 16 have a function of preventing coupling between the coupling electrode 14 and ground 18 and also a function of forming the serial inductor 12. With the serial inductor 12 forming with a sufficient surface height circuit board 17 to the coupling electrode 14, electric field coupling between earth 18 and coupling electrode 14 is avoided, thereby ensuring an electric field coupling action with the coupler high-frequency receiver located on the receiver. However, when the height of the dielectric 15 is extensive, that is, when the distance from the circuit implementation surface of the printed circuit board 17 to the coupling electrode 14 is not insignificant with respect to the wavelength in use, the High frequency acts as a capacitance charged antenna, carrying the transverse wave component E0 in the directions indicated by arrows B1 and B2 in fig. 6. Accordingly, the height of the dielectric 15 is adjusted to be of sufficient length to prevent coupling between the coupling electrode 14 and ground 18 and to obtain characteristics such as those of a high frequency coupler and form the serial inductor 12. to act as an impedance matching circuit, and is set to be low so that radiation from the transverse wave component Ee due to the current flowing through the serial inductor 12.
Por outro lado, é possível observar a partir da Equação (2) que o componente de onda longitudinal Er é máximo com um ângulo θ formado em relação à direção do microdipolo de 0. Por conseguinte, para comunicação de não contato eficientemente usando o componente de onda longitudinal Er do campo elétrico, é preferível transmitir um sinal de campo elétrico de alta freqüência dispondo o acoplador de alta freqüência localizado no receptor de modo a ficar voltado para o ângulo θ formado em relação à direção do microdipolo de 0.On the other hand, it can be seen from Equation (2) that the longitudinal wave component Er is maximum with an angle θ formed with respect to the microdipole direction of 0. Therefore, for non-contact communication efficiently using the Longitudinal wave Er of the electric field, it is preferable to transmit a high frequency electric field signal by arranging the high frequency coupler located on the receiver so that it faces the angle θ formed in relation to the microdipole direction of 0.
Igualmente, com a unidade de ressonância formada do indutor serial 12 e o indutor paralelo 13, a corrente do sinal de alta freqüência que flui para o eletrodo de acoplamento 14 pela unidade de ressonância pode ser aumentada mais. Como resultado, o momento do microdipolo formado das cargas armazenadas no eletrodo de acoplamento 14 e das cargas imagens em um lado de terra pode ser aumentado. Com isto, um sinal de campo elétrico de alta freqüência formado do componente de onda longitudinal Er pode ser emitido eficientemente para uma direção de propagação com o ângulo θ formado em relação à direção do microdipolo de 0.Likewise, with the resonance unit formed of the serial inductor 12 and the parallel inductor 13, the high frequency signal current flowing to the coupling electrode 14 by the resonance unit can be further increased. As a result, the momentum of the microdipole formed from the charges stored in the coupling electrode 14 and the charge charges on a ground side can be increased. Thus, a high frequency electric field signal formed from the longitudinal wave component Er can be efficiently output to a propagation direction with the angle θ formed relative to the microdipole direction of 0.
No acoplador de alta freqüência representado na fig. 2, uma unidade de casamento de impedância tem uma freqüência de operação fo determinada pelas constantes Li e L2 do indutor paralelo e o indutor serial. Entretanto, na técnica relacionada, um circuito com constantes localizadas tem uma banda mais estreita do que de um circuito de constantes distribuídas em um circuito de alta freqüência. Igualmente, uma vez que a constante do indutor é pequena com uma alta freqüência, a freqüência ressonante é deslocada desvantajosamente devido a variações de constante. Continuando neste assunto, um acoplador de alta freqüência é formado substituindo o circuito com constantes localizadas na unidade de casamento de impedância e na unidade de ressonância por um circuito com constantes distribuídas, permitindo, dessa maneira, uma banda larga.In the high frequency coupler shown in fig. 2, an impedance matching unit has an operating frequency f determined by the parallel inductor constants Li and L2 and the serial inductor. However, in the related art, a circuit with localized constants has a narrower band than a constant circuit distributed on a high frequency circuit. Also, since the inductor constant is small with a high frequency, the resonant frequency is displaced disadvantageously due to constant variations. Continuing in this regard, a high frequency coupler is formed by replacing the circuit with constants located on the impedance matching unit and the resonance unit with a circuit with distributed constants, thereby allowing a wide band.
A fig. 7 ilustra um exemplo da estrutura de um acoplador de alta freqüência usando um circuito com constantes distribuídas como uma unidade de casamento de impedância e uma unidade de ressonância. No exemplo da fig. 7, um condutor de terra 72 é formado sobre uma superfície inferior. Igualmente, o acoplador de alta freqüência é disposto em um painel de circuito impresso 71 tendo uma superfície superior sobre a qual um plano impresso é formado. Como a unidade de casamento de impedância e a unidade de ressonância do acoplador de alta freqüência, uma linha de microfaixa ou guia de onda coplanar, ou seja, um toco 73, é formada atuando como um circuito com constantes distribuídas em lugar do indutor paralelo e o indutor serial, e é conectada a um módulo de circuito de transmissão e recepção 75 por meio de um plano de uma linha de sinal 74. Uma ponta do toco 73 é conectada à terra 72 localizada sobre uma superfície inferior por meio de um orifício de passagem 76 penetrando através do painel impresso 71 para curto circuito. Igualmente, uma porção traseira do centro do toco 73 é conectada a um eletrodo de acoplamento 78 por meio de um terminal 77 feito de uma linha de metal fina.Fig. 7 illustrates an example of the structure of a high frequency coupler using a circuit with distributed constants as an impedance matching unit and a resonance unit. In the example of fig. 7, an earth conductor 72 is formed on a lower surface. Likewise, the high frequency coupler is disposed in a printed circuit board 71 having an upper surface on which a printed plane is formed. Like the impedance matching unit and the resonance unit of the high frequency coupler, a microfibre line or coplanar waveguide, ie a stump 73, is formed by acting as a circuit with distributed constants in place of the parallel inductor and the serial inductor, and is connected to a transmit and receive circuit module 75 via a plane of a signal line 74. One end of the stump 73 is connected to ground 72 located on a lower surface by a through hole. passage 76 penetrating through the printed panel 71 for short circuit. Likewise, a rear portion of the center of the stump 73 is connected to a coupling electrode 78 by means of a terminal 77 made of a thin metal line.
Aqui, um toco no campo técnico de eletrônica é um nome genérico para uma linha com uma extremidade conectada e a outra extremidade desconectada ou aterrada, e é provida em algum ponto de um circuito para ajuste, medição, casamento de impedância, filtragem ou outros fins.Here a stub in the technical electronics field is a generic name for a line with one end connected and the other end disconnected or grounded, and is provided at some point in a circuit for adjustment, measurement, impedance matching, filtering or other purposes. .
Aqui, uma entrada de sinal proveniente do circuito de transmissão e recepção por meio da linha de sinal é refletida na ponta do toco 73, provocando, dessa maneira, uma onda vertical no toco 73. O comprimento de fase do toco 73 é ajustado para ficar em um comprimento de onda de aproximadamente /4 o sinal de alta freqüência (180 graus de uma fase), e a linha de sinal 74 e o toco 73 são formados de uma linha de microfaixa, linha coplanar, ou semelhante localizada na placa de circuito impresso 71. Como representado na fig. 8, quando a ponta do toco 73 está em curto-circuito com um comprimento de fase de um comprimento de onda de 1A, a amplitude de tensão da onda vertical ocorrendo no toco 73 é 0 na ponta do toco 73 e é máxima no centro do toco 73, ou seja, em uma posição de um comprimento de onda de 1A (90 graus) da ponta do toco 73. Com o eletrodo de acoplamento 78 conectado por meio de um terminal 77 ao centro do toco 73 onde a amplitude de tensão da onda vertical é máxima, pode ser fabricado um acoplador de alta freqüência com excelente eficiência de propagação.Here, a signal input from the transmit and receive circuit via the signal line is reflected at the tip of the stump 73, thereby causing a vertical wave on the stump 73. The phase length of the stump 73 is adjusted to be at a wavelength of approximately / 4 the high frequency signal (180 degrees of a phase), and signal line 74 and stump 73 are formed of a microfibre line, coplanar line, or the like located on the circuit board. 71. As shown in fig. 8, when the tip of the stump 73 is short-circuited to a phase length of a wavelength of 1A, the voltage amplitude of the vertical wave occurring at stump 73 is 0 at the stump of the stump 73 and is maximum at the center of 73, ie at a position of a wavelength of 1A (90 degrees) from the tip of the stump 73. With the coupling electrode 78 connected via a terminal 77 to the center of the stump 73 where the voltage amplitude of the Vertical wave is maximum, a high frequency coupler can be manufactured with excellent propagation efficiency.
Na fig. 7, o toco 73 é uma linha de microfaixa ou guia de onda coplanar na placa de circuito impresso 71, e tem uma pequena resistência a corrente contínua. Portanto, a perda é pequena, mesmo com um sinal de alta freqüência, e pode ser reduzida perda de propagação entre acopladores de alta freqüência. Igualmente, o tamanho do toco 73 formando um circuito com constantes distribuídas é grande na medida de comprimento de onda de aproximadamente !/2 do sinal de alta freqüência. Portanto, um erro de dimensão devido a tolerâncias de fabricação é sutil comparado ao comprimento de fase total, dessa maneira, dificilmente produzindo variações de características.In fig. 7, the stump 73 is a micro-band or coplanar waveguide line on the printed circuit board 71, and has little resistance to direct current. Therefore, the loss is small even with a high frequency signal, and propagation loss between high frequency couplers can be reduced. Also, the size of the stump 73 forming a circuit with distributed constants is large in the approximately 1/2 wavelength measurement of the high frequency signal. Therefore, a dimension error due to manufacturing tolerances is subtle compared to the total phase length, thus hardly producing characteristic variations.
O acoplador de alta freqüência representado na fig. 7 é configurado para ter o eletrodo de acoplamento suportado aproximadamente em um centro por um terminal feito de uma linha de metal, e, portanto, tem uma resistência mecânica insuficiente. Por exemplo, como representado na fig. 3, em um método de concepção, um circuito servindo como um eletrodo de acoplamento pode ser depositado por vaporização em uma face de extremidade superior de um espaçador feito de um dielétrico, e um condutor, com o qual um orifício de passagem penetrando através de um espaçador é preenchido, pode ser usado no lugar de um indutor serial. Entretanto, descartando o espaçador, custo de componente e o peso do dispositivo podem ser aumentados desvantajosamente.The high frequency coupler shown in fig. 7 is configured to have the coupling electrode supported approximately in one center by a terminal made of a metal line, and therefore has insufficient mechanical strength. For example, as shown in fig. 3, in a design method, a circuit serving as a coupling electrode may be spray deposited on an upper end face of a spacer made of a dielectric, and a conductor, through which a through-hole penetrates through a Spacer is filled, can be used in place of a serial inductor. However, by discarding the spacer, component cost and device weight can be disadvantagedly increased.
Em outro método, o eletrodo de acoplamento pode ser fabricado através de metaloplastia em laminado de metal. Com uma pluralidade de terminais suportando o eletrodo de acoplamento no toco ressonante, pode ser assegurada uma resistência mecânica suficiente sem um espaçador. Igualmente, o acoplador de alta freqüência pode ser fabricado de uma maneira simples a baixo custo. Isto é adequado para produção em massa.In another method, the coupling electrode may be fabricated by metal laminate metalloplasty. With a plurality of terminals supporting the coupling electrode on the resonant stump, sufficient mechanical strength can be ensured without a spacer. Also, the high frequency coupler can be manufactured simply at low cost. This is suitable for mass production.
As figs. 9A a 9C e IOA a IOC ilustram um método de fabricar um eletrodo de acoplamento suportado por uma pluralidade de terminais usando metaloplastia em laminado de metal. Aqui, para metaloplastia em laminado de metal, pode ser usada, por exemplo, uma placa de bronze fosforoso de laminado superficial.Figs. 9A to 9C and IOA to IOC illustrate a method of fabricating a coupling electrode supported by a plurality of terminals using metal laminate metalloplasty. Here, for metal laminate metallurgy, a surface laminate phosphor bronze plate may be used, for example.
Um laminado de metal de cobre ou semelhante é primeiro estampado para formar uma porção plana e superfície superior e um terminal. A porção plana de superfície superior tem uma área de superfície relativamente larga, e atua como o eletrodo de acoplamento 14 para armazenar cargas. Igualmente, o terminal serve como uma parte de suporte suportando a porção plana de superfície superior no painel, e atua como uma via de propagação para cargas ao eletrodo de acoplamento 14 e também como o indutor serial 12.A copper metal or similar laminate is first stamped to form a flat portion and upper surface and a terminal. The upper surface flat portion has a relatively large surface area, and acts as the coupling electrode 14 for storing charges. Likewise, the terminal serves as a support part supporting the upper surface flat portion of the panel, and acts as a propagation path for charges to the coupling electrode 14 and also as the serial inductor 12.
Depois, o terminal é inclinado de modo a ficar aproximadamente perpendicular à porção plana de superfície superior, e uma extremidade inferior do terminal é inclinada mais para formar uma porção de conexão com a linha de sinal de alta freqüência e também regular uma altura desejada do terminal. A altura desejada neste documento corresponde a uma dimensão que permite uma função de evitar acoplamento entre o eletrodo de acoplamento 14 e a terra 18 sem operar como uma antena carregada a capacitância e também uma função de formar o indutor serial 12 com este terminal. Com, desse modo, eletrodo de acoplamento completo estando fixado a, por exemplo, um lugar relevante no painel de circuito impresso com bastidor (não mostrado) ou semelhante, a porção plana de terra como uma porção de conexão podem ser montadas no plano de interligação sobre o painel através de soldadura por refluxo.Thereafter, the terminal is inclined so as to be approximately perpendicular to the upper surface flat portion, and a lower end of the terminal is inclined further to form a connecting portion with the high frequency signal line and also to regulate a desired terminal height. . The desired height in this document corresponds to a dimension that allows a function to prevent coupling between the coupling electrode 14 and ground 18 without operating as a capacitance charged antenna and also a function of forming the serial inductor 12 with this terminal. With thus complete coupling electrode being fixed to, for example, a relevant place in the rack printed circuit board (not shown) or the like, the flat portion of ground as a connecting portion can be mounted on the interconnecting plane. on the panel by reflow welding.
Aqui, uma diferença de características elétricas é estudada abaixo entre o caso de se usar um terminal para conectar o eletrodo de acoplamento ao toco ressonante, e o caso de se usar dois terminais para suportar o eletrodo de acoplamento. A fig. 11 ilustra a estrutura secional de um acoplador de alta freqüência com um eletrodo de acoplamento suportado por um espaçador feito de um dielétrico, o eletrodo de acoplamento estando conectado a um toco ressonante, com um terminal feito de uma linha de metal penetrando através de um orifício de passagem do espaçador. A fig. 12 ilustra a estrutura secional de um acoplador de alta freqüência com um eletrodo de acoplamento suportado por dois terminais em um toco ressonante.Here, a difference in electrical characteristics is studied below between the case of using a terminal to connect the coupling electrode to the resonant stump and the case of using two terminals to support the coupling electrode. Fig. 11 illustrates the sectional structure of a high frequency coupler with a coupling electrode supported by a spacer made of a dielectric, the coupling electrode being connected to a resonant stump, with a terminal made of a metal line penetrating through a hole. through the spacer. Fig. 12 illustrates the sectional structure of a high frequency coupler with a coupling electrode supported by two terminals on a resonant stump.
Uma entrada de corrente proveniente da unidade de circuito de transmissão e recepção por meio de linha de sinal flui para a terra por meio do toco ressonante e o orifício de passagem em sua ponta. Aqui, quando mais correntes fluem para um lado de eletrodo de acoplamento por meio do terminal, a resistência de sinal de transmissão do acoplador de alta freqüência pode ser aumentada. Como representado na fig. 8, quando a ponta do toco tendo um comprimento de fase de comprimento de onda de Vt está em curto circuito em relação à terra, a amplitude de tensão da onda vertical que ocorre no toco é máxima no centro do toco, ou seja, a um comprimento de onda de 1A (90 graus) desde a ponta. Portanto, o eletrodo de acoplamento é preferencialmente conectado ao centro do toco com um terminal (como descrito acima).A current input from the signal line transmission and reception circuit unit flows to earth through the resonant stump and the through hole at its tip. Here, as more currents flow to one side of the coupling electrode through the terminal, the transmission signal resistance of the high frequency coupler may be increased. As shown in fig. 8, when the stump tip having a wavelength phase length of Vt is short-circuited to earth, the voltage amplitude of the vertical wave occurring at the stump is maximum at the center of the stump, i.e. 1A wavelength (90 degrees) from tip. Therefore, the coupling electrode is preferably connected to the center of the stump with a terminal (as described above).
Entretanto, como resultado de um experimento, verificou-se que um corrente fluindo para o eletrodo de acoplamento desde o toco ressonante por meio de dois terminais (indicados por setas 4 e 5) na fig. 12, é menor do que uma corrente fluindo para o eletrodo de acoplamento desde o toco ressonante por meio de um terminal (indicado por setas 1 e 2) na fig. 11. Isto acontece porque, com dois terminais para conectar o eletrodo de acoplamento ao toco ressonante, a corrente que está passando pelo toco ressonante sem fluir para o eletrodo de acoplamento (indicado por uma seta 6 na fig. 12) é aumentada mais do que uma corrente que está passando pelo toco ressonante no caso de um terminal (indicado por uma seta 3 na fig. 11). Como resultado, é difícil para a corrente fluir para um lado de eletrodo de acoplamento, provocando, dessa maneira, deterioração de eficiência do acoplador de alta freqüência.However, as a result of an experiment, it was found that a current flowing to the coupling electrode from the resonant stump through two terminals (indicated by arrows 4 and 5) in fig. 12 is less than a current flowing to the coupling electrode from the resonant stump via a terminal (indicated by arrows 1 and 2) in fig. 11. This is because, with two terminals for connecting the coupling electrode to the resonant stump, the current flowing through the resonant stump without flowing to the coupling electrode (indicated by an arrow 6 in Fig. 12) is increased more than a current passing through the resonant stump in the case of a terminal (indicated by an arrow 3 in fig. 11). As a result, it is difficult for current to flow to one side of the coupling electrode, thereby causing deterioration of the high frequency coupler efficiency.
Assim, para suprimir uma corrente que está passando pelo toco ressonante sem fluir para o eletrodo de acoplamento, a Publicação de Pedido de Patente Não Analisado Japonês No. 2008-312074 já transferido para Sony Corporation sugere, como representado na fig. 13, um acoplador de alta freqüência em que o toco ressonante é cortado, e dois terminais, frontais e traseiros, suportando o eletrodo de acoplamento são conectados ao toco ressonante de modo a ultrapassar a porção cortada. A ponta do toco ressonante cortado é designada abaixo como primeiro toco ressonante, e a outra extremidade de entrada da linha de sinal é designada abaixo como um segundo toco ressonante.Thus, to suppress a current flowing through the resonant stump without flowing into the coupling electrode, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-312074 already transferred to Sony Corporation suggests, as depicted in FIG. 13, a high frequency coupler in which the resonant stump is cut, and two front and rear terminals supporting the coupling electrode are connected to the resonant stump to overtake the cut portion. The end of the cut resonant stump is designated below as the first resonant stump, and the other input end of the signal line is designated below as a second resonant stump.
De acordo com a estrutura representada na fig. 13, para fazer uma entrada de corrente proveniente da unidade de circuito de transmissão e recepção por meio da linha de sinal fluir para a ponta do toco ressonante, a corrente flui uma vez para o eletrodo de acoplamento por meio de um terminal, como indicado por uma seta 7 na fig. 13, e depois flui para o toco ressonante após a porção cortada por meio de outro terminal, como indicado por uma seta 8 na fig. 13. Ou seja, uma quantidade extremamente pequena de componentes de corrente passa pelo eletrodo de acoplamento para fluir através do toco ressonante, como indicado pela seta 6 na fig. 12. Portanto, se a quantidade de corrente indicada pelas setas 7 e 8 na fig. 13 é aumentada, as características do acoplador de alta freqüência pode ser aperfeiçoada.According to the structure shown in fig. 13, to make a current input from the transmitting and receiving circuit unit via the signal line flowing to the end of the resonant stump, current flows once to the coupling electrode via a terminal as indicated by an arrow 7 in fig. 13, and then flows to the resonant stump after the cut portion through another terminal, as indicated by an arrow 8 in fig. 13. That is, an extremely small amount of current components pass through the coupling electrode to flow through the resonant stump as indicated by arrow 6 in fig. 12. Therefore, if the amount of current indicated by arrows 7 and 8 in fig. 13 is increased, the characteristics of the high frequency coupler can be perfected.
Continuando, a posição de montagem dos eletrodos de acoplamento ou a posição cortada do toco ressonante é estudada abaixo.Continuing, the mounting position of the coupling electrodes or the cut position of the resonant stump is studied below.
Mesmo em um acoplador de alta freqüência configurado de modo que o toco ressonante, como representado na fig. 13, é cortado e dois terminais, frontal e traseiro, suportando o eletrodo de acoplamento são conectados ao toco ressonante de modo a ultrapassar a porção cortada, como com o exemplo da estrutura representada na fig. 7, o eletrodo de acoplamento fica disposto preferencialmente próximo a uma posição com uma grande amplitude da onda vertical de tensão.Even on a high frequency coupler configured such that the resonant stump as shown in fig. 13 is cut and two front and rear terminals supporting the coupling electrode are connected to the resonant stump so as to overtake the cut portion, as with the example of the structure shown in FIG. 7, the coupling electrode is preferably disposed near a position with a large amplitude of the vertical voltage wave.
A fig. 14 ilustra amplitudes de uma onda vertical de tensão e uma onda vertical de corrente dentro do toco ressonante quando o primeiro toco ressonante é uma extremidade aberta. Neste caso, como representado na fig. 14, ocorre uma onda vertical de tensão, que é máxima na extremidade aberta em um primeiro toco ressonante e uma extremidade de entrada em um segundo toco ressonante, e uma onda vertical de corrente tem um diferença de fase de até π/4 com relação à onda vertical de tensão. Portanto, quando o comprimento total (comprimento de fase) do toco ressonante, dos terminais, e do eletrodo de acoplamento é ajustado aproximadamente igual ao comprimento de fase de uma freqüência ressonante a 360 graus, ou seja, aproximadamente uma unidade de comprimento de onda, como representado na fig. 14, a amplitude da onda vertical de tensão é grande aproximadamente em seu centro. Portanto, é preferível cortar o toco ressonante em primeiro e segundo tocos ressonantes aproximadamente em um centro e montar o eletrodo de acoplamento de modo que esta porção cortada fique conectada a dois terminais.Fig. 14 illustrates amplitudes of a vertical voltage wave and a vertical current wave within the resonant stump when the first resonant stump is an open end. In this case, as shown in fig. 14, there is a vertical voltage wave, which is maximum at the open end on a first resonant stump and an input end on a second resonant stump, and a vertical current wave has a phase difference of up to π / 4 with respect to Vertical wave of tension. Therefore, when the total length (phase length) of the resonant stump, terminals, and coupling electrode is adjusted approximately equal to the phase length of a 360 degree resonant frequency, ie approximately one unit of wavelength, as shown in fig. 14, the amplitude of the vertical voltage wave is large at approximately its center. Therefore, it is preferable to cut the resonant stump into first and second resonant stumps approximately at one center and to mount the coupling electrode so that this cut portion is connected to two terminals.
Quando o eletrodo de acoplamento é suportado por um terminal, uma onda radioelétrica indesejada pode ocorrer desvantajosamente devido a uma corrente fluindo através deste terminal (ver fig. 6). Ao contrário, quando o eletrodo de acoplamento é suportado por dois terminais, o eletrodo de acoplamento é colocado em uma posição onde correntes em sentidos opostos fluem através dos respectivos terminais. Com isto, estas correntes são anuladas entre si para reduzirem radiação de uma onda radioelétrica indesejada.When the coupling electrode is supported by a terminal, an unwanted radio wave may occur disadvantageously due to a current flowing through this terminal (see fig. 6). In contrast, when the coupling electrode is supported by two terminals, the coupling electrode is placed in a position where currents in opposite directions flow through the respective terminals. With this, these currents are annulled to each other to reduce radiation from an unwanted radio wave.
Continuando, a redução da altura do acoplador de alta freqüência é estudada abaixo.Continuing, the height reduction of the high frequency coupler is studied below.
Na estrutura onde o eletrodo de acoplamento é suportado por um terminal, como representado na fig. 7, a ponta do toco, como uma unidade de ressonância, fica em curto circuito em relação à terra. Com isto, um campo elétrico entre o toco na placa de circuito impresso e na terra pode ser mantido potente (ver fig. 15). Como resultado, mesmo a altura desde a terra até o eletrodo de acoplamento é reduzida, acoplamento elétrico entre o eletrodo de acoplamento e o toco pode ser suprimido, reduzindo, dessa maneira, a altura do acoplador de alta freqüência. De acordo com um experimento realizado pelo inventor, confirmou-se que a altura pode ser reduzida em até 1.5 mm, se comparada a 3 mm, no passado. Entretanto, a estrutura de suporte do eletrodo de acoplamento mediante apenas um terminal não tem resistência mecânica suficiente. Além disso, se a estrutura é mudada para suportar o eletrodo de acoplamento por meio de um espaçador, como representado na fig. 11, o custo de componente é aumentado, o que não é adequado em se tratando de produção em massa.In the structure where the coupling electrode is supported by a terminal as shown in fig. 7, the stump tip, as a resonance unit, is shorted to ground. In this way an electric field between the stump on the printed circuit board and ground can be kept powerful (see fig. 15). As a result, even the height from ground to the coupling electrode is reduced, electrical coupling between the coupling electrode and the stump can be suppressed thereby reducing the height of the high frequency coupler. According to an experiment by the inventor, it has been confirmed that the height can be reduced by up to 1.5 mm compared to 3 mm in the past. However, the support structure of the coupling electrode with only one terminal does not have sufficient mechanical strength. In addition, if the structure is changed to support the coupling electrode by means of a spacer as shown in fig. 11, the component cost is increased, which is not suitable for mass production.
Ao contrário, quando a estrutura é fabricada usando metaloplastia em laminado de metal para suportar o eletrodo de acoplamento por dois terminais, como descrito acima, uma resistência mecânica suficiente pode ser assegurada, e isto também é adequado para produção em massa. Ademais, como representado na fig. 14, quando a ponta do toco ressonante é uma extremidade aberta, como descrito acima, o comprimento de fase do toco ressonante total e eletrodo de acoplamento pode ser ajustado a aproximadamente uma unidade de comprimento de onda, e um sinal pode ser suficientemente alimentado no eletrodo de acoplamento montado em aproximadamente um centro do acoplador de alta freqüência. Por exemplo, um terminal do eletrodo de acoplamento tendo um comprimento de fase de comprimento de onda de 1A é conectado ao segundo toco tendo um comprimento de fase de comprimento de onda de 3/8, e outro terminal do eletrodo de acoplamento é conectado ao primeiro toco tendo um comprimento de fase de comprimento de onda de 3/8.In contrast, when the structure is fabricated using sheet metal metalloplasty to support the two-terminal coupling electrode as described above, sufficient mechanical strength can be ensured, and this is also suitable for mass production. In addition, as depicted in fig. 14, when the resonant stump tip is an open end, as described above, the phase length of the total resonant stump and coupling electrode may be adjusted to approximately one wavelength unit, and a signal may be sufficiently fed into the electrode. coupling mounted at approximately one center of the high frequency coupler. For example, one coupling electrode terminal having a wavelength phase length of 1A is connected to the second stump having a wavelength phase length of 3/8, and another coupling electrode terminal is connected to the first stump. I have a wavelength phase length of 3/8.
Entretanto, verificou-se a partir de um experimento realizado pelo inventor que, quando a ponta do toco ressonante é uma extremidade aberta e a altura desde a terra até o eletrodo de acoplamento é reduzida, ocorre deterioração de características elétricas, tal como uma banda estreitada. A razão para isto pode ser presumida de tal modo que uma ação de acoplamento elétrico ocorra entre o eletrodo de acoplamento e o toco devido a redução da altura, prejudicando consequentemente as operações originais.However, it was found from an experiment by the inventor that when the resonant stump tip is an open end and the height from the ground to the coupling electrode is reduced, deterioration of electrical characteristics such as a narrow band occurs. . The reason for this can be assumed to be such that an electrical coupling action occurs between the coupling electrode and the stump due to reduced height, thereby impairing the original operations.
O toco é originalmente formado de uma linha de microfaixa na placa de circuito impresso, e suas propriedades são estabelecidas pelo diagrama na placa de circuito impresso e a terra na parte posterior. Como apresentado na fig. 16A, quando a altura do eletrodo de acoplamento é alta, o campo elétrico do toco fica concentrado entre o diagrama na placa e a terra para apresentar o desempenho original. Entretanto, como representado na fig. 16B, quando a altura do eletrodo de acoplamento é reduzida para ficar próxima da do toco, o eletrodo de acoplamento e o toco ficam acoplados eletricamente entre si, prejudicando, dessa maneira, uma operação ressonante como um toco original.The stump is originally formed of a micro-band line on the printed circuit board, and its properties are established by the diagram on the printed circuit board and the ground at the rear. As shown in fig. 16A, when the height of the coupling electrode is high, the electric field of the stump is concentrated between the diagram on the plate and ground to present the original performance. However, as shown in fig. 16B, when the height of the coupling electrode is reduced to be close to that of the stump, the coupling electrode and stump are electrically coupled together, thereby impairing resonant operation as an original stump.
Ou seja, quando a ponta do toco é uma extremidade em curto circuito, o potencial pode ser forçosamente fixado em OV. Entretanto, quando a ponta do toco é uma extremidade aberta, o potencial tende a ser indefinido. Em particular, quando outro eletrodo de acoplamento está presente próximo, pode ocorrer acoplamento a esse eletrodo de acoplamento para provocar um estado eletricamente instável.That is, when the tip of the stump is a shorted end, the potential can be forcibly set at OV. However, when the stump tip is an open end, the potential tends to be undefined. In particular, when another coupling electrode is present nearby, coupling to this coupling electrode may occur to cause an electrically unstable state.
Assim, o inventor sugere um acoplador de alta freqüência tendo uma nova estrutura de uma unidade de ressonância e permitindo que seja obtida uma característica elétrica desejada, mesmo com baixa altura, enquanto herda um eletrodo de acoplamento que pode ser produzido em massa através de metaloplastia em laminado de metal.Thus, the inventor suggests a high frequency coupler having a new resonance unit structure and allowing a desired electrical characteristic to be obtained even at low height while inheriting a coupling electrode that can be mass-produced by metalloplasty. Metal laminate.
As figs. 17A, 17B e 17C são, respectivamente, uma vista superior, uma vista em perspectiva e uma vista secional de um acoplador de alta freqüência configurado de tal modo que um eletrodo de acoplamento fabricado através de metaloplastia em laminado de metal é montado em um toco ressonante formado como uma linha de microfaixa ou guia de onda coplanar em uma placa de circuito impresso. Aqui, no exemplo representado nas figs. 17A a 17C, é usado o eletrodo de acoplamento representado nas figs. 9A a 9C. Alternativamente, por conclusão, o eletrodo de acoplamento representado nas figs. IOA a IOC e outras estruturas em que um eletrodo de acoplamento é suportado por dois terminais fabricados através de metaloplastia em laminado de metal podem ser usados similarmente.Figs. 17A, 17B and 17C are respectively a top view, a perspective view and a sectional view of a high frequency coupler configured such that a coupling electrode fabricated by metal laminate metallurgy is mounted on a resonant stump. formed as a microfibre line or coplanar waveguide on a printed circuit board. Here, in the example shown in figs. 17A to 17C, the coupling electrode shown in FIGS. 9A to 9C. Alternatively, in conclusion, the coupling electrode shown in FIGS. IOA to IOC and other structures in which a coupling electrode is supported by two terminals fabricated by sheet metal metalloplasty can be used similarly.
Nas figs. 17A a 17C, um acoplador de alta freqüência está disposto em uma placa de circuito impresso 171 tendo um condutor de terra 172 formado sobre uma superfície inferior e um circuito impresso formado sobre uma superfície superior. Como uma unidade de casamento de impedância e unidade de ressonância do acoplador de alta freqüência, uma linha de microfaixa ou um guia de onda coplanar atuando como um circuito com coristantes distribuídas, ou seja, um toco, é formada, que é conectada a um módulo de circuito de transmissão e recepção (não mostrado) por meio de um plano de linha de sinal. A unidade de ressonância no acoplamento de alta freqüência representado nas figs. 17A a 17C é formada de um toco, e tem dois estágios, ou seja, uma primeira unidade de ressonância 173-1 em um estágio frontal, e uma segunda unidade de ressonância 173-1 em um estágio traseiro. A primeira unidade de ressonância 173-1 está conectada em sua ponta a uma terra 172 sobre uma superfície inferior por meio de um orifício de passagem 176-1 penetrando através da placa de circuito impresso 171 para curto circuito, e é uma extremidade em curto circuito. Igualmente, um lado da primeira unidade de ressonância 173-1 que não se encontra em curto circuito em relação à terra 172 está conectada ao módulo de circuito de transmissão e recepção (não mostrado) por meio de uma linha de microfaixa ou semelhante. A segunda unidade de ressonância 173-2 está conectada aproximadamente a um centro da primeira unidade de ressonância 173-1.In figs. 17A to 17C, a high frequency coupler is arranged on a printed circuit board 171 having a ground conductor 172 formed on a lower surface and a printed circuit formed on an upper surface. As an impedance matching unit and high frequency coupler resonance unit, a microfibre line or a coplanar waveguide acting as a circuit with distributed choristants, ie a stump, is formed, which is connected to a module. of transmit and receive circuit (not shown) by means of a signal line plan. The resonance unit in the high frequency coupling shown in figs. 17A through 17C is formed of a stump, and has two stages, namely a first resonance unit 173-1 in a front stage, and a second resonance unit 173-1 in a rear stage. The first resonance unit 173-1 is connected at its end to a ground 172 on a lower surface via a through hole 176-1 penetrating through the shorted circuit board 171, and is a shorted end . Likewise, a side of the first resonance unit 173-1 that is not shorted to ground 172 is connected to the transmit and receive circuit module (not shown) via a microfibre line or the like. The second resonance unit 173-2 is approximately connected to a center of the first resonance unit 173-1.
Um toco formando a segunda unidade de ressonância 173-2 está cortado em dois, ou seja, um primeiro toco 173-2A e um segundo toco 173-2B. Dois terminais, frontais e traseiros, suportando um eletrodo de acoplamento 178 estão conectados ao primeiro toco 173-2A e ao segundo toco 173-2B de modo a ultrapassar esta porção cortada. O primeiro toco 173- 2A, uma parte do eletrodo de acoplamento 178, e o segundo toco 173-2B operam como uma unidade de ressonância. O segundo toco 173-2B está conectado em sua ponta à terra 172 sobre uma superfície inferior por meio de um orifício de passagem 176-2 penetrando através da placa de circuito impresso 171 para curto circuito, e é uma extremidade em curto circuito da segunda unidade de ressonância 173-2.A stump forming the second resonance unit 173-2 is cut in two, that is, a first stump 173-2A and a second stump 173-2B. Two terminals, front and rear, supporting a coupling electrode 178 are connected to the first stump 173-2A and the second stump 173-2B to overtake this cut portion. The first stump 173-2A, a portion of the coupling electrode 178, and the second stump 173-2B operate as a resonance unit. The second stump 173-2B is connected at its grounded end 172 on a lower surface by a through hole 176-2 penetrating through the shorted circuit board 171, and is a shorted end of the second unit. of resonance 173-2.
Aqui, embora a unidade de circuito de transmissão e recepção esteja representada em quaisquer das figs. 17A a 17C, a unidade de circuito de transmissão e recepção pode ser provida na mesma placa, ou pode ser configurada em outra placa por meio de um conector de alta freqüência ou cabo coaxial, de fim de estar separadamente colocada em uma posição ótima de um dispositivo sem fio.Here, although the transmit and receive circuit unit is shown in any of figs. 17A to 17C, the transmit and receive circuit unit may be provided on the same board, or may be configured on another board by means of a high frequency connector or coaxial cable to be separately placed in an optimal position of one. Wireless device.
Similarmente ao descrito acima, é preferível dispor o eletrodo de acoplamento 178 próximo de uma posição onde a amplitude da onda vertical de tensão é grande. Um método de configurar um acoplamento de alta freqüência considerando uma onda vertical de tensão é descrito abaixo.Similar to that described above, it is preferable to arrange the coupling electrode 178 near a position where the amplitude of the vertical voltage wave is large. A method of configuring a high frequency coupling considering a vertical voltage wave is described below.
A primeira unidade de ressonância 173-1 no estágio frontal é um toco tendo uma comprimento de fase de um comprimento de onda de Vi, e sua ponta é uma ponta em curto circuito. Portanto, como representado na fig. 18, a amplitude de tensão da onda vertical ocorrendo na primeira unidade estacionária 173-1 é 0 em sua ponta, e é máxima próxima de um centro, ou seja, um comprimento de onda de (90 graus). Depois, com a segunda unidade de ressonância 173-2 conectada próxima do centro onde a onda vertical de tensão é aproximadamente máxima, um sinal de alta freqüência pode ser alimentado eficientemente da primeira unidade de ressonância 173-1 para a segunda unidade de ressonância 173-2.The first resonance unit 173-1 in the front stage is a stump having a phase length of a Vi wavelength, and its tip is a shorted tip. Therefore, as shown in fig. 18, the voltage amplitude of the vertical wave occurring at the first stationary unit 173-1 is 0 at its tip, and is a maximum near a center, that is, a wavelength of (90 degrees). Then, with the second resonance unit 173-2 connected near the center where the vertical voltage wave is approximately maximum, a high frequency signal can be efficiently fed from the first resonance unit 173-1 to the second resonance unit 173- 2.
A segunda unidade de ressonância 173-2 no estágio traseiro inclui o primeiro toco 173-2A e o segundo toco 173-2B obtidos pela divisão em dois, e o eletrodo de acoplamento 178 conectado entre estes tocos. O comprimento de fase da segunda unidade de ressonância completa 173-2 é ajustado como um comprimento de onda de aproximadamente Vi, e sua ponta fica em curto circuito em relação à terra 172 por meio do orifício de passagem 176-2.The second rear stage resonance unit 173-2 includes the first stump 173-2A and the second stump 173-2B obtained by dividing in two, and the coupling electrode 178 connected between these stumps. The phase length of the second full resonance unit 173-2 is set to a wavelength of approximately Vi, and its tip is shorted to ground 172 through through hole 176-2.
Aqui, o eletrodo de acoplamento 178 está conectado de modo a ficar posicionado no centro exato da segunda unidade de ressonância 173-2, a ponta do segundo toco 173-2B está conectada à terra 172 com uma amplitude de tensão tornando-se um nó de 0, mas a amplitude de tensão é maximizada na posição do eletrodo de acoplamento 178.Here, the coupling electrode 178 is connected so that it is positioned in the exact center of the second resonance unit 173-2, the tip of the second stump 173-2B is connected to ground 172 with a voltage amplitude making it a knot. 0, but the voltage amplitude is maximized at the position of the coupling electrode 178.
A segunda unidade de ressonância 173-2 tem um comprimento de fase de um comprimento de onda de Vi com sua ponta em curto circuito, e está conectada ao centro da primeira unidade de ressonância 173-1. Um lado da primeira unidade de ressonância que não se encontra em curto circuito em relação à terra está conectada ao circuito de transmissão e recepção por meio de uma linha de microfaixa ou semelhante.The second resonance unit 173-2 has a phase length of a Vi wavelength with its shorted tip, and is connected to the center of the first resonance unit 173-1. One side of the first resonance unit that is not shorted to ground is connected to the transmit and receive circuit via a microfibre line or the like.
Com a estrutura representada nas figs. 17A a 17C, um acoplador de alta freqüência ressonando em uma freqüência desejada pode ser fabricado. Quando o comprimento de fase do primeiro toco 173-2A e o comprimento de fase do segundo toco 173-2B são ajustados iguais entre si, a amplitude de tensão da onda vertical é maximizada na posição do eletrodo de acoplamento. Portanto, pode ser obtido um acoplador de alta freqüência capaz de acoplamento mais potente. Ademais, para aumentar mais sensibilidade do acoplador de alta freqüência, um comprimento de fase de um comprimento de onda de Vz pode ser alocado de modo que o comprimento de fase do primeiro toco 173-2A e o comprimento de fase do segundo toco 173-2B são cada um ajustado em um comprimento de onda de 1/8, e o comprimento de fase de um terminal do eletrodo de acoplamento 178 ao outro terminal é ajustado em um comprimento de onda deWith the structure shown in figs. 17A to 17C, a high frequency coupler resonating at a desired frequency can be fabricated. When the phase length of the first stump 173-2A and the phase length of the second stump 173-2B are set equal to each other, the voltage amplitude of the vertical wave is maximized at the position of the coupling electrode. Therefore, a high frequency coupler capable of more powerful coupling can be obtained. In addition, to increase the sensitivity of the high frequency coupler, a phase length of a wavelength of Vz can be allocated such that the phase length of the first stump 173-2A and the phase length of the second stump 173-2B are each set at a wavelength of 1/8, and the phase length from one terminal of coupling electrode 178 to the other terminal is set at a wavelength of
A fig. 19 ilustra o estado em que ocorre uma onda vertical na segunda unidade de ressonância 173-2 quando alocação de comprimento de onda é como descrito acima. Pode-se compreender a partir da fig. 19 que a posição do eletrodo de acoplamento 178 corresponde à posição em que a amplitude de tensão da onda vertical é maximizada e, por conseguinte, pode ser obtido um acoplador de alta freqüência capaz de acoplamento mais potente.Fig. 19 illustrates the state in which a vertical wave occurs in the second resonance unit 173-2 when wavelength allocation is as described above. It can be understood from fig. 19 that the position of the coupling electrode 178 corresponds to the position in which the vertical wave voltage amplitude is maximized and, therefore, a higher frequency coupler capable of more powerful coupling can be obtained.
Igualmente, quando é fabricado um circuito correspondendo às características de impedância do toco de um indutor do tipo chip e capacitor do tipo chip de constantes localizadas, as unidades de ressonâncias 173-1 e 173-2 podem ser dimensionadas menores.Also, when a circuit corresponding to the impedance characteristics of a chip inductor and localized constant chip capacitor capacitor is manufactured, the resonance units 173-1 and 173-2 may be smaller in size.
O eletrodo de acoplamento 178 para uso no acoplador de alta freqüência representado nas figs. 17A a 17C pode ser implementado a baixo custo por estampagem e curvatura de um laminado de metal.Coupling electrode 178 for use in the high frequency coupler depicted in FIGS. 17A to 17C can be implemented at low cost by stamping and bending a metal laminate.
A presente invenção contém matéria relacionada àquela divulgada no Pedido de Patente de Prioridade Japonesa JP2009-080793 depositado no Instituto Nacional da Propriedade Industrial do Japão, em 30 de março de 2009, cujo conteúdo completo do mesmo está incorporado neste documento por referência.The present invention contains subject matter related to that disclosed in Japanese Priority Patent Application JP2009-080793 filed with the National Institute of Industrial Property of Japan on March 30, 2009, the complete contents of which are incorporated herein by reference.
E importante que aqueles que são versados na técnica compreendam que podem ocorrer várias modificações, combinações, subcombinações e alterações, dependendo das exigências de desenho e outros fatores à medida que elas estejam dentro do escopo das reivindicações apensas ou equivalentes das mesmas.It is important for those skilled in the art to understand that various modifications, combinations, subcombinations and alterations may occur, depending on design requirements and other factors as they fall within the scope of the appended or equivalent claims thereto.
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